Mechanical Engineering / Makina Mühendisliği
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/4129
Browse
70 results
Filters
Settings
Search Results
Article Citation - WoS: 7Citation - Scopus: 7Investigating the Effects of Pa66 Electrospun Nanofibers Layered Within an Adhesive Composite Joint Fabricated Under Autoclave Curing(American Chemical Society, 2023) Esenoğlu, Gözde; Tanoğlu, Metin; Barışık, Murat; İplikçi, Hande; Yeke, Melisa; Nuhoğlu, Kaan; Türkdoğan, Ceren; Martin, Seçkin; Aktaş, Engin; Dehneliler, Serkan; Gürbüz, Ahmet Ayberk; İriş, Mehmet ErdemEnhancing the performance of adhesively joined composite components is crucial for various industrial applications. In this study, polyamide 66 (PA66) nanofibers produced by electrospinning were coated on unidirectional carbon/epoxy prepregs to increase the bond strength of the composites. Carbon/epoxy prepregs with/without PA66 nanofiber coating on the bonding region were fabricated using the autoclave, which is often used in the aerospace industry. The single lap shear Charpy impact energy and Mode-I fracture toughness tests were employed to examine the effects of PA66 nanofibers on the mechanical properties of the joint region. Scanning electron microscopy (SEM) was used to investigate the nanofiber morphology and fracture modes. The thermal characteristics of Polyamide 66 nanofibers were explored by using differential scanning calorimetry (DSC). We observed that the electrospun PA66 nanofiber coating on the prepreg surfaces substantially improves the joint strength. Results revealed that the single lap shear and Charpy impact strength values of the composite joint are increased by about 79 and 24%, respectively, by coating PA66 nanofibers onto the joining region. The results also showed that by coating PA66 nanofibers, the Mode-I fracture toughness value was improved by about 107% while the glass transition temperature remained constant.Article Citation - WoS: 9Citation - Scopus: 13Analysis of Adhesively Bonded Joints of Laser Surface Treated Composite Primary Components of Aircraft Structures(Elsevier, 2023) Martin, Seçkin; Nuhoğlu, Kaan; Aktaş, Engin; Tanoğlu, Metin; İplikçi, Hande; Barışık, Murat; Yeke, Melisa; Türkdoğan, Ceren; Esenoğlu, Gözde; Dehneliler, SerkanThe performance of the adhesively bonded aerospace structures highly depends on the adhesion strength between the adhesive and adherents, which is affected by, in particular, the condition of the bonding surface. Among the various surface treatment methods, as state of the art, laser surface treatment is a suitable option for the CFRP composite structures to enhance the adhesion performance, adjusting the roughness and surface free energy with relatively minimizing the damage to the fibers. The aim of this study is the validation and evaluation of the adhesive bonding behavior of the laser surface-treated CFRP composite structures, using the finite element technique to perform a conservative prediction of the failure load and damage growth. Such objectives were achieved by executing both experimental and numerical analyses of the secondary bonded CFRP parts using a structural adhesive. In this regard, to complement physical experiments by means of numerical simulation, macro-scale 3D FEA of adhesively bonded Single Lap Joint and Skin-Spar Joint specimens has been developed employing the Cohesive Zone Model (CZM) technique in order to simulate bonding behavior in composite structures especially skin-spar relation in the aircraft wing-box.Article Citation - WoS: 15Citation - Scopus: 17Effects of Nanosecond Laser Ablation Parameters on Surface Modification of Carbon Fiber Reinforced Polymer Composites(SAGE Publications, 2023) Martin, Seçkin; İplikçi, Hande; Barışık, Murat; Türkdoğan, Ceren; Yeke, Melisa; Nuhoğlu, Kaan; Esenoğlu, Gözde; Tanoğlu, Metin; Aktaş, Engin; Dehneliler, Serkan; İriş, Mehmet ErdemRemoval of contaminants and top polymer layer from the surface of carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) composites is critical for high-quality adhesive-joining with direct bonding to the reinforcing fiber constituents. Surface treatment with a laser beam provides selective removal of the polymer matrix without damaging the fibers and increasing the wettability. However, inhomogeneous thermal properties of CFRP make control of laser ablation difficult as the laser energy absorbed by the carbon fibers is converted into heat and transmitted through the fiber structures during the laser operation. In this study, the effect of scanning speed and laser power on nanosecond laser surface treatment was characterized by scanning electron microscope images and wetting angle measurements. Low scanning speeds allowed laser energy to be conducted as thermal energy through the fibers, which resulted in less epoxy matrix removal and substantial thermal damage. Low laser power partially degraded the epoxy the surface while the high power damaged the carbon fibers. For the studied CFRP specimens consisting of unidirectional [45/0/?45/90]2s stacking of carbon/epoxy prepregs (HexPly®-M91), 100 mJ/mm2 generated by 10 m/s scanning speed and 30 W power appeared as optimum processing parameters for the complete removal of epoxy matrix from the top surface with mostly undamaged carbon fibers and super hydrophilic surface condition. © The Author(s) 2023.Research Project Seramik matriks kompozitlerin düşük sıcaklıklarda polimer piroliz yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2004) Tanoğlu, Metin; Akkaş, Hatice Deniz; Öveçoğlu, M. LütfiSeramik matriks kompozit (SMK) ler önseramik polimerlerin pirolitik dönüşümü kullanılarak geliştirilmiştir. İlk olarak, fenil (PPS) ve metil (PMS) ihtiva eden polisiloksanlar, ısıl dönüşümleri ve faz oluşumlarının incelenmesi için dolgu malzemesi ilave edilmeden, değişik piroliz sıcaklıklarında (900-1500°C) ve argon atmosferinde piroliz prosesine tabi tutulmuştur. Bunun sonucunda, 1300°C'ye kadar inert atmosferde gerçekleşen piroliz ile polimerlerin amorf silikon oksikarbür (SiOxCy) seramiklerine dönüştüğü gözlenmiştir. Daha yüksek sıcaklıklardaki dönüşümler beta -SiC kristallerinin oluşumuna sebep olmuştur. SMK'lar, ağırlıkça % 60-80 oranında değişen aktif ve inert dolgular ilave edilerek 15 MPa basınç altında sıcak preslemeyle polimerize edilmiş, inert argon ve reaktif azot atmosferinde 900-15 00°C arasındaki sıcaklıklarda piroliz ile üretilmiştir. Dolgu tipi ve oranının, piroliz sıcaklığı ve atmosferin faz oluşumlarına etkileri XRD, SEM-EDX ve TGA yöntemleriyle incelenmiştir. Sonuçlar, Ti gibi aktif bir dolgu maddesinin kullanılması durumunda aktif dolgunun polimerin bozunma ürünleri ile reaksiyonu sonucu amorf matriks içerisinde TiC, TiSi, ve TiO v.b. kristallerin oluştuğunu göstermiştir. Bunun yanında, inert SiC ilaveli kompozitlerde herhangi yeni faz oluşumu gözlenmemiştir. Aktif dolgu kontrollü polimer piroliz (AFCOP) tekniğinin etkilerini incelemek için SMK'ların kütle kaybı ve yoğunluk artışı değerleri ölçülmüştür. Seramik yapılara aktif dolgu ilave edilmesi durumunda, polimer oranının düşmesi ve dolgu malzemesi ile polimer arasındaki reaksiyonların sonucu olarak kütle değişimleri belirgin şekilde etkilenmiştir. Dolgusuz PPS ve PMS numunelerinde 1500°C'de piroliz işlemi sonucu ölçülen % 27 ve 17 'lik kütle kaybının, kompozit sistemlerinde % 2 seviyelerine kadar düştüğü görülmüştür. Vickers Sertlik testleri ile yapılan mekanik özellik karakterizasyonları SiOC esaslı seramiklerin maksimum sertlik değerlerine (dolgusuz PPS için 8.88 GPa, dolgusuz PMS için 10.67 GPa) çatlaksız ve en az gözenek içeren numunelerin üretildiği optimum sıcaklık olan 1100°C'de ulaşıldığını göstermiştir. Ti ilaveli kompozit sistemlerde ise sertlik değerleri 14 GPa kadar çıkmıştır.Research Project Çoklu alüminyum kapalı hücreli köpük dolu alüminyum ve polimerik kompozit tüplerin ezilme davranışlarının belirlenmesi(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2005) Güden, Mustafa; Tanoğlu, Metin; Kavi, Halit; Yüksel, SinanBu projede alüminyum (Al) ve polisitren kapalı hücreli köpük dolu boş, ikili tüp ve çok tüplü geometrilerin ve boş kompozit, hibrid kompozit/metal ve alüminyum köpük dolu kompozit ve hibrid tüplerin statik hızlarda ezilme davranışları deneysel incelenmiştir. Al köpük dolumu ile Al tüplerde ezilme modu simetrik moda dönüşmüştür. Daha düşük plato gerilmesine sahip polisitren köpük dolumu ise karışık mod ile sonuçlanmıştır. Tüplerde oluşan deformasyon mod değişimi, köpük dolgunun tüpün kalmlılığını artırma etkisinden kaynaklanmaktadır. Köpük dolgusunun boş Al tüplere etkilere şöyle sıralanabilir: (a) ortalama yük boş tüp ve köpüğün ortalama yüklerinin toplamının üzerine çıkmakta (etkileşim etkisi) ve tüp katlanma uzunluğu azalmaktadır. Benzer sonuçlar ikili tüplerde de görülmüştür. Boş tüplere benzer olarak altıgen ve kübik paketli tüplerde köpük dolgusu deformasyon modunu elmastan simetrik deformasyona çevirmiştir. Paketlenmiş boş tüplerde ortalama ezilme yükü eşit sayıdaki boş tüplerin ezilme yüklerinin toplamından daha yüksektir. Ortalama ezilme yükündeki bu artış, tüpler arasında ve tüpler ve kalıp duvarları arasındaki sürtünme ve sınırlamaların sonucudur. Tekli Al tüplerde köpüğün güçlendirme katsayısı 1,7 bulunmuştur. Bu değer daha önce kare tüpler için belirlenen 1,8 değeri ile uyuşmaktadır. Ancak çoklu tüplerde güçlendirme etkisi tekli tüplerden daha yüksektir. İkili Al tüplerin güçlendirme etkisi çoklu tüplerle benzerdir. Dolayısıyla her iki geometride köpük dolu tüplerde güçlendirme etkisini artırmak için kullanılabilir. Köpük dolu tüplerde enerji emme boş tüp ve köpüğün enerjilerinin toplamından daha yüksektir. Ancak boş tüpün kalınlığının artırılması ile karşılaştırıldığında, köpük dolu tüplerin enerji emme miktarı kalın tüpten daha düşüktür. Bu çalışma sonucunda verimli tüp dolgusu tasarımında, güçlendirme etkisinin ve plato gerilmesinin esas alınarak uygun tüp-köpük kombinizasyonun seçiminin önemi ortaya çıkmıştır. Etkin köpük dolgusu için seçilen köpüğün yoğunluğunun kritik bir değerin üzerinde olması gerekmektedir. Çoklu paketli tüplerde köpük dolgusuyla ulaşılan spesifik enerji emme (SAE) değerleri boş tüpten daha yüksek olmamasına karşın, çoklu tüp geometrileri benzer köpük yoğunluklarmdaki köpük dolu tek tüplerden daha yüksek SAE değerlerine sahiptirler. Bu ise çoklu tüplerin deformasyonu esnasında oluşan sürtünme ve sınırlamalardan kaynaklanmaktadır.Kompozit boş tüplerde iki farklı ezilme modu gözlenmiştir: ilerleyen ezilme ve katastropik kırılma (basma bantları). İlerleyen ezilme daha yüksek ortalama yük ve SAE değerleri ile sonuçlanmıştır.Research Project Üstüniletken MgB2 tellerin üretimi ve karakterizasyonu(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2005) Okur, Salih; Özyüzer, Lütfi; Abukay, Doğan; Emirdağ, Mehtap; Tanoğlu, Metin; Eğilmez, MehmetMgB2 alaşımının 39 K lik Tc kritik sıcaklığına sahip bir üstüniletken olduğunun 2001 de keşfedilmesi çok iyi üstüniletken olduğu bilinen NbTi ve NbsSn malzemelerinin yanısıra uygulamaya daha yakın yeni bir üstüniletken malzeme olma ümidini de artırmıştır. O günden bu güne MgB2 üstüniletken tellerin üretilmesi konusunda çok etkileyici bir aşama kaydedilmiştir. Daha yüksek kritik akım yoğunluğuna ulaşmak için gerekli parametrelerin araştırılması konusunda birkaç teknik geliştirilmiştir. Bunların arasında 'tüp içinde toz ' (TIT) adı verilen metot diğerlerine göre daha pratik ve ümit verici gözükmektedir. Bazı metal ve alaşımların TIT işleminde kılıf malzeme olarak kullanılmaya uygun bulunmuştur. Bunlardan demir ve alaşımları kısmen MgB2 özelliğini bozmadığı gibi manyetik ekranlama yaparak dış manyetik alanların kritik akım üzerindeki yan etkilerini azaltarak daha yüksek değerlere ulaşılmıştır. TIT yöntemi ile MgB2 üretimi sırasında iki farklı teknik vardır. Birisinde reaktif MgB2 tozlar kulanılırken diğerinde belli kimyasal oranlarda karıştırılmış reaktif olmayan Mg+2B tozları kullanılmaktadır. Daha sonra bu tozlar reaksiyon yapmayan bir tüp veya kapsül içine kapatılıp 900 ile 1000 °C civarında belirli bir süre tavlanmaktadır. Bu yöntem ile Demir kılıflı MgB2 üstüniletken tellerinden 15 K de 10 A/cm civarında bir Jc kritik akım yoğunluğuna ulaşılmıştır. Bu projede ilk adım olarak borik asitten M&B2 elde edilmiş ve elde edilen MgB2 in yapısını XRD ve SEM EDX mikroskopu ile karakterize edilmiştir. Uygun bir saflığa sahip MgB2 e ulaşıldığında elektriksel ve manyetik özellikleri pellet haline getirilip incelenmiştir, ikinci adımda ise üretilen MgB2 tozlarından üstüniletken MgB2 tel ve teyplerin TIT yöntemi ile üretilmiştir ve Cu, Fe, ve paslanmaz çelik gibi MgB2 ile etkileşmeyen malzemeler kılıf olarak kullanılanarak üretilmeye çalışılmış ve bu üstüniletken MgB2 tellerin özdirenç ve manyetik alana bağlı olarak kritik akım (Jc) karakteristiğinin sıcaklığa bağımlılığı incelenmiştir.Research Project Üstüniletken magnezyum borür (MgB2) tellerinin yüksek akım ve yüksek manyetik alan uygulamaları için geliştirilmesi(2008) Okur, Salih; Tarhan, Enver; Büyükköse, Serkan; Özyüzer, Lütfi; Tanoğlu, Metin; Emirdağ, Mehtap[No Abstract Available]Research Project Nanokompozit malzemelerin polimer ve tabakalı kil yapılardan geliştirilmesi ve karakterizasyonu(2009) Tanoğlu, Metin; Okur, Salih[No Abstract Available]Article Citation - WoS: 8Citation - Scopus: 8Improving Adhesive Behavior of Fiber Reinforced Composites by Incorporating Electrospun Polyamide-6,6 Nanofibers in Joining Region(SAGE Publications, 2022) Esenoğlu, Gözde; Barışık, Murat; Tanoğlu, Metin; Yeke, Melisa; Türkdoğan, Ceren; İplikçi, Hande; Martin, Seçkin; Nuhoğlu, Kaan; Aktaş, Engin; Dehneliler, Serkan; İriş, Mehmet ErdemAdhesive joining of fiber reinforced polymer (CFRP) composite components is demanded in various industrial applications. However, the joining locations frequently suffer from adhesive bond failure between adhesive and adherent. The aim of the present study is improving bonding behavior of adhesive joints by electrospun nanofiber coatings on the prepreg surfaces that have been used for composite manufacturing. Secondary bonding of woven and unidirectional CFRP parts was selected since this configuration is preferred commonly in aerospace practices. The optimum nanofiber coating with a low average fiber diameter and areal weight density is succeed by studying various solution concentrations and spinning durations of the polyamide-6.6 (PA 66) electrospinning. We obtained homogeneous and beadles nanofiber productions. As a result, an average diameter of 36.50 +/- 12 nm electrospun nanofibers were obtained and coated onto the prepreg surfaces. Prepreg systems with/without PA 66 nanofibers were hot pressed to fabricate the CFRP composite laminates. The single-lap shear test coupons were prepared from the fabricated laminates to examine the effects of PA 66 nanofibers on the mechanical properties of the joint region of the composites. The single-lap shear test results showed that the bonding strength is improved by about 40% with minimal adhesive use due to the presence of the electrospun nanofibers within the joint region. The optical and SEM images of fractured surfaces showed that nanofiber-coated joints exhibited a coherent failure while the bare surfaces underwent adhesive failure. The PA66 nanofibers created better coupling between the adhesive and the composite surface by increasing the surface area and roughness. As a result, electrospun nanofibers turned adhesive failure into cohesive and enhanced the adhesion performance composite joints substantially.Article Citation - WoS: 3Citation - Scopus: 3Determination of Activation Energy for Carbon/Epoxy Prepregs Containing Carbon Nanotubes by Differential Scanning Calorimetry(SAGE Publications, 2022) Uz, Yusuf Can; Tanoğlu, MetinThe aim of the present study is the thermal characterization of laboratory-scale carbon fiber/epoxy-based prepregs by incorporating single-wall carbon nanotubes (SWCNTs). Investigation of the cure behavior of a prepreg system is crucial for the characterization and optimization of the fiber reinforced polymeric (FRP) composite. To affect dispersion characteristics, SWCNTs were functionalized by oxidizing their surface with carboxyl (-COOH) group using an acid treatment. The modified resin system contained 0.05, 0.1, and 0.2 wt. % functionalized SWCNTs (F-SWCNTs). Carbon fiber (CF) reinforced prepregs containing various amount of F-SWCNTs were prepared using drum-type winding technique. FTIR was performed to identify new bonding groups formed after the functionalization of SWCNTs. Cure kinetics of prepregs prepared with/without F-SWCNTs were investigated using isoconversional methods.